canal+Kafka实现mysql与redis数据同步

2022-01-04 仰望四十五度的光

前言

上篇文章简单介绍canal概念，本文结合常见的缓存业务去讲解canal使用。在实际开发过程中，通常都会把数据往redis缓存中保存一份，做下简单的查询优化。如果这时候数据库数据发生变更操作，就不得不在业务代码中写一段同步更新redis的代码，但是这种数据同步的代码和业务代码糅合在一起看起来不是很优雅，而且还会出现数据不一致问题。那能不能把这部分同步代码从中抽离出来，形成独立模块呢？答案是肯定的，下面通过canal结合Kafka来实现MySQL与redis之间的数据同步。

架构设计

canal是一个伪装成slave订阅mysql的binlog，实现数据同步的中间件。上一篇文章 canal入门中简单介绍了使用方式，即tcp模式；其实canal也是支持直接发送到MQ中，比如：Kafka、RocketMQ、RabbitMQ。本文采用Kafka讲解，实现mysql与redis之间的数据同步。

通过上述结构设计图可以很清晰的知道用到的组件：MySQL、Canal、Kafka、ZooKeeper、Redis。

Kafka&Zookeeper搭建

首先在官网下载Kafka：

下载后解压文件夹，可以看到以下几个文件：

Kafka内部自带了zookeeper，所以暂不需要去下载搭建zookeeper集群，本文就使用Kafka自带zookeeper来实现。

通过上述zookeeper启动命令以及Kafka启动命令把服务启动，可以通过以下简单实现下是否成功：

# 命令常见一个canaltopic 队列
kafka-topics --create --zookeeper localhost:2181 --replication-factor 1 --partitions 1 --topic canaltopic

Canal搭建

canal搭建具体可以参考上文，这里只讲解具体的参数配置：

找到/conf目录下的canal.properties配置文件：

# tcp, kafka, RocketMQ 这里选择kafka模式
canal.serverMode = kafka
# 解析器的线程数，打开此配置，不打开则会出现阻塞或者不进行解析的情况
canal.instance.parser.parallelThreadSize = 16
# 配置MQ的服务地址，这里配置的是kafka对应的地址和端口
canal.mq.servers = 127.0.0.1:9092
# 配置instance，在conf目录下要有example同名的目录，可以配置多个
canal.destinations = example

然后配置instance，找到
/conf/example/instance.properties配置文件：

## mysql serverId , v1.0.26+ will autoGen(自动生成，不需配置)
# canal.instance.mysql.slaveId=0


# position info
canal.instance.master.address=127.0.0.1:3306
# 在Mysql执行 SHOW MASTER STATUS;查看当前数据库的binlog
canal.instance.master.journal.name=mysql-bin.000006
canal.instance.master.position=4596
# 账号密码
canal.instance.dbUsername=canal
canal.instance.dbPassword=Canal@****
canal.instance.connectionCharset = UTF-8
#MQ队列名称
canal.mq.topic=canaltopic
#单队列模式的分区下标
canal.mq.partition=0

经过上述配置后，就可以启动canal了。

测试

环境搭建完成后，就可以编写代码进行测试。

1、引入pom依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.kafka</groupId>
    <artifactId>spring-kafka</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2、封装Redis工具类

在Application.yml文件增加以下配置：

spring:  
  redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    database: 0
    password: 123456

封装一个操作Redis的工具类：

@Component
public class RedisClient {


    /**
     * 获取redis模版
     */
    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;


    /**
     * 设置redis的key-value
     */
    public void setString(String key, String value) {
        setString(key, value, null);
    }


    /**
     * 设置redis的key-value，带过期时间
     */
    public void setString(String key, String value, Long timeOut) {
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, value);
        if (timeOut != null) {
            stringRedisTemplate.expire(key, timeOut, TimeUnit.SECONDS);
        }
    }


    /**
     * 获取redis中key对应的值
     */
    public String getString(String key) {
        return stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
    }


    /**
     * 删除redis中key对应的值
     */
    public Boolean deleteKey(String key) {
        return stringRedisTemplate.delete(key);
    }
}

3、创建MQ消费者进行同步

在application.yml配置文件加上kafka的配置信息：
spring:
  kafka:
      # Kafka服务地址
    bootstrap-servers: 127.0.0.1:9092
    consumer:
      # 指定一个默认的组名
      group-id: consumer-group1
      #序列化反序列化
      key-deserializer: org.Apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
      value-deserializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
    producer:
      key-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
      value-serializer: org.apache.kafka.common.serialization.StringDeserializer
      # 批量抓取
      batch-size: 65536
      # 缓存容量
      buffer-memory: 524288

创建一个CanalBean对象进行接收：

public class CanalBean {
    //数据
    private List<TbCommodityInfo> data;
    //数据库名称
    private String database;
    private long es;
    //递增，从1开始
    private int id;
    //是否是DDL语句
    private boolean isDdl;
    //表结构的字段类型
    private MysqlType mysqlType;
    //UPDATE语句，旧数据
    private String old;
    //主键名称
    private List<String> pkNames;
    //sql语句
    private String sql;
    private SqlType sqlType;
    //表名
    private String table;
    private long ts;
    //(新增)INSERT、(更新)UPDATE、(删除)DELETE、(删除表)ERASE等等
    private String type;
    //getter、setter方法
}


public class MysqlType {
    private String id;
    private String commodity_name;
    private String commodity_price;
    private String number;
    private String description;
    //getter、setter方法
}


public class SqlType {
    private int id;
    private int commodity_name;
    private int commodity_price;
    private int number;
    private int description;
}

最后就可以创建一个消费者CanalConsumer进行消费：

@Slf4j
@Component
public class CanalConsumer {


    @Resource
    private RedisClient redisClient;


    @KafkaListener(topics = "canaltopic")
    public void receive(ConsumerRecord<?, ?> consumer) {
        String value = (String) consumer.value();
        log.info("topic名称:{},key:{},分区位置:{},下标:{},value:{}", consumer.topic(), consumer.key(),
                consumer.partition(), consumer.offset(), value);
        //转换为JAVABean
        CanalBean canalBean = JSONObject.parseobject(value, CanalBean.class);
        //获取是否是DDL语句
        boolean isDdl = canalBean.hasDdl();
        //获取类型
        String type = canalBean.getType();
        //不是DDL语句
        if (!isDdl) {
            List<TbCommodityInfo> tbCommodityInfos = canalBean.getData();
            //过期时间
            long TIME_OUT = 600L;
            if ("INSERT".equals(type)) {
                //新增语句
                for (TbCommodityInfo tbCommodityInfo : tbCommodityInfos) {
                    String id = tbCommodityInfo.getId();
                    log.info("新增数据到redis, id: {}, data: {}", id, JSONObject.toJSONString(tbCommodityInfo));
                    //新增到redis中,过期时间是10分钟
                    redisClient.setString(id, JSONObject.toJSONString(tbCommodityInfo), TIME_OUT);
                    log.info("从redis获取数据 result: {}", JSONObject.toJSONString(redisClient.getString(id)));
                }
            } else if ("UPDATE".equals(type)) {
                //更新语句
                for (TbCommodityInfo tbCommodityInfo : tbCommodityInfos) {
                    String id = tbCommodityInfo.getId();
                    log.info("修改数据到redis, id: {}, data: {}", id, JSONObject.toJSONString(tbCommodityInfo));
                    //更新到redis中,过期时间是10分钟
                    redisClient.setString(id, JSONObject.toJSONString(tbCommodityInfo), TIME_OUT);
                }
            } else {
                //删除语句
                for (TbCommodityInfo tbCommodityInfo : tbCommodityInfos) {
                    String id = tbCommodityInfo.getId();
                    log.info("删除数据从redis, id: {}", id);
                    //从redis中删除
                    redisClient.deleteKey(id);
                }
            }
        }
    }


}

测试Mysql与Redis同步

mysql对应的表结构如下：

CREATE TABLE `tb_commodity_info` (
  `id` varchar(32) NOT NULL,
  `commodity_name` varchar(512) DEFAULT NULL COMMENT '商品名称',
  `commodity_price` varchar(36) DEFAULT '0' COMMENT '商品价格',
  `number` int(10) DEFAULT '0' COMMENT '商品数量',
  `description` varchar(2048) DEFAULT '' COMMENT '商品描述',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='商品信息表';

启动项目后，新增一条数据：

INSERT INTO `canaldb`.`tb_commodity_info` (`id`, `commodity_name`, `commodity_price`, `number`, `description`) VALUES ('3e71a81fd80711eaaed600163e046cc3', '叉烧包', '3.99', '3', '又大又香的叉烧包，老人小孩都喜欢');

可以在控制台看到以下输出：

2022-01-02 18:12:51.317  INFO 55608 --- [ntainer#0-0-C-1] c.kingoe.canaldj.mqcanal.CanalConsumer   : 新增数据到redis, id: 3e71a81fd80711eaaed600163e046cc3, data: {"commodity_name":"叉烧包","commodity_price":"3.99","description":"又大又香的叉烧包，老人小孩都喜欢","id":"3e71a81fd80711eaaed600163e046cc3","number":"3"}
2022-01-02 18:12:51.320  INFO 55608 --- [ntainer#0-0-C-1] c.kingoe.canaldj.mqcanal.CanalConsumer   : 从redis获取数据 result: "{"commodity_name":"叉烧包","commodity_price":"3.99","description":"又大又香的叉烧包，老人小孩都喜欢","id":"3e71a81fd80711eaaed600163e046cc3","number":"3"}"

如果更新呢？试一下Update语句：

UPDATE `canaldb`.`tb_commodity_info` SET `commodity_name`='青菜包',`description`='很便宜的青菜包呀，不买也开看看了喂' WHERE `id`='3e71a81fd80711eaaed600163e046cc3';

同样可以在控制台看到以下输出：

2022-01-02 18:14:44.613  INFO 55608 --- [ntainer#0-0-C-1] c.kingoe.canaldj.mqcanal.CanalConsumer   : topic名称:canaltopic,key:null,分区位置:0,下标:6,value:{"data":[{"id":"3e71a81fd80711eaaed600163e046cc3","commodity_name":"青菜包","commodity_price":"3.99","number":"3","description":"很便宜的青菜包呀，不买也开看看了喂"}],"database":"study","es":1641118484000,"id":7,"isDdl":false,"mysqlType":{"id":"varchar(32)","commodity_name":"varchar(512)","commodity_price":"varchar(36)","number":"int(10)","description":"varchar(2048)"},"old":[{"commodity_name":"叉烧包","description":"又大又香的叉烧包，老人小孩都喜欢"}],"pkNames":["id"],"sql":"","sqlType":{"id":12,"commodity_name":12,"commodity_price":12,"number":4,"description":12},"table":"tb_commodity_info","ts":1641118484602,"type":"UPDATE"}
2022-01-02 18:14:44.616  INFO 55608 --- [ntainer#0-0-C-1] c.kingoe.canaldj.mqcanal.CanalConsumer   : 修改数据到redis, id: 3e71a81fd80711eaaed600163e046cc3, data: {"commodity_name":"青菜包","commodity_price":"3.99","description":"很便宜的青菜包呀，不买也开看看了喂","id":"3e71a81fd80711eaaed600163e046cc3","number":"3"}

经过测试完全么有问题。

总结

既然canal这么强大，难道就没缺点嘛？答案当然是存在的啦，比如：canal只能同步增量数据、不是实时同步而是准实时同步、MQ顺序问题等；尽管有一些缺点，毕竟没有一样技术或者产品是完美的，最重要是合适。比如公司目前有个视图服务提供宽表搜索查询功能就是通过同步Mysql数据到Es采用Canal+Kafka的方式来实现的。

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